DE3783953T2 - DEVICE FOR TEMPERATURE CONTROL OF EXTRUDING INJECTION MOLDING AND DRAWING MACHINES AND CYLINDERS FOR PLASTICS. - Google Patents
DEVICE FOR TEMPERATURE CONTROL OF EXTRUDING INJECTION MOLDING AND DRAWING MACHINES AND CYLINDERS FOR PLASTICS.Info
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturregelung, insbesondere für Extrudier-, Spritzgieß- und Ziehmaschinenzylinder für Kunststoffe im allgemeinen.The present invention relates to a device for temperature control, in particular for extrusion, injection molding and drawing machine cylinders for plastics in general.
Wie bekannt werden zur Verarbeitung von Kunststoffen und Elastomeren im allgemeinen Apparaturen verwendet, die mit einem Plastifizierzylinder ausgestattet sind, umfassend Heizvorrichtungen, die durch automatische Temperaturregelungsvorrichtungen kontrolliert werden, bereitgestellt, um die Temperatur bei einem vorgegebenen Wert zu halten, um den Kunststoff auf die geeigneteste Weise zu verarbeiten.As is known, for the processing of plastics and elastomers, generally apparatuses are used which are equipped with a plasticizing cylinder comprising heating devices controlled by automatic temperature control devices provided in order to maintain the temperature at a predetermined value in order to process the plastic in the most suitable way.
Bei diesen Apparaturen ist es notwendig, den Betrieb der Apparatur zu unterbrechen, wenn die Temperatur über die vorgegebenen Werte hinaus steigt, was Ausbeutenverminderung und Produktionskostensteigerung zur folge hat.With these devices it is necessary to interrupt the operation of the device if the temperature rises above the specified values, which results in a reduction in yield and an increase in production costs.
Die gegenwärtig eingesetzten Vorrichtungen zur Stabilisierung der Betriebstemperaturen in diesen Apparaturen sind nicht generell in der Lage, die obengenannten Probleme zu umgehen, da sie ziemlich komplex und schwierig zu montieren sind.The devices currently used to stabilize the operating temperatures in these devices are not generally able to avoid the above-mentioned problems, since they are rather complex and difficult to install.
Außerdem sind die bekannten Vorrichtungen nicht in der Lage, einen kontinuierlichen Betrieb bereitzustellen und benötigen häufige Wartungsarbeiten.In addition, the known devices are not able to provide continuous operation and require frequent maintenance.
Das Dokument EP-A-0122887 im Namen desselben Anmelders offenbart eine elektrische thermische Einheit, um die Temperatur von Zylindern von Kunststoff-Extrudiermaschinen zu regeln, welche die Eigenschaften des Oberbegriffs des Hauptanspruches besitzt.Document EP-A-0122887 in the name of the same applicant discloses an electric thermal unit for controlling the temperature of barrels of plastic extrusion machines, which has the characteristics of the preamble of the main claim.
Daher besteht der Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung darin, die obengenannten Nachteile zu umgehen, durch Bereitstellen einer Temperaturregelungsvorrichtung, spezifisch für Kunststoffextrudierzylinder, für Spritzgießapparaturen, für Ziehmaschinen und Kunststoffverarbeitungsapparaturen im allgemeinen entworfen, welche die Möglichkeit bereitstellt, die Betriebstemperatur unter allen Betriebsbedingungen konstant zu halten.Therefore, the main object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks by providing a temperature control device specifically designed for plastic extrusion cylinders, for injection molding equipment, for drawing machines and plastic processing equipment in general, which provides the possibility of keeping the operating temperature constant under all operating conditions.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche Temperaturregelungsvorrichtung bereitzustellen, die schnell und einfach auf jeder Art Kunststoffverarbeitungszylinder angebracht werden kann, dabei die Möglichkeit bereitstellend, die Apparatur schnell und mit vermindertem Wartungsbedarf zu kontrollieren.Another object of the present invention is to provide such a temperature control device that can be quickly and easily mounted on any type of plastic processing cylinder, thereby providing the ability to control the equipment quickly and with reduced maintenance requirements.
Noch ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Temperaturregelungsvorrichtung mit stark vereinfachter Bauweise bereitzustellen, die sehr zuverlässig und sicher im Betrieb ist.Yet another object of the present invention is to provide a temperature control device with a highly simplified design that is very reliable and safe in operation.
Noch ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche Temperaturregelungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere entworfen für Zylinder von Kunststoffextrudiermaschinen, Spritzgießapparaturen, Ziehmaschinen und Apparaturen zur Kunststoffverarbeitung im allgemeinen, die leicht aus handelsüblichen Teilen und Materialien hergestellt werden kann, und die außerdem von einem rein wirtschaftlichen Standpunkt aus konkurrenzfähig ist.Yet another object of the present invention is to provide such a temperature control device, particularly designed for cylinders of plastic extrusion machines, injection moulding machines, drawing machines and plastics processing equipment in general, which can be easily manufactured from commercially available parts and materials and which is also competitive from a purely economic point of view.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung sind die vorstehend genannten Ziele, sowie auch andere Ziele, die weiter hinten augenscheinlicher werden, durch eine Temperaturregelungsvorrichtung erreicht, die insbesondere für Kunststoffextrudier-, Spritzgieß- und Ziehmaschinen entworfen ist und die Merkmale des Hauptanspruches besitzt.According to one aspect of the present invention, the above-mentioned objects, as well as other objects which will become more apparent hereinafter, are achieved by a temperature control device particularly designed for plastics extrusion, injection molding and drawing machines and having the features of the main claim.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung einer vorzugsweisen, wenngleich nicht einzigen Ausführungsform einer Temperaturregelungsvorrichtung augenscheinlicher werden, die speziell für Kunststoffverarbeitungszylinder entworfen ist, welche durch ein indikatives, aber nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht wird, wobei:Further advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of a preferred, although not the only, embodiment of a temperature control device specifically designed for plastic processing cylinders, which is illustrated by an indicative but non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
Abbildung I eine Querschnittsansicht ist, welche die Temperaturregelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;Figure I is a cross-sectional view illustrating the temperature control device according to the present invention;
Abbildung 2 eine longitudinale Querschnittsansicht der Temperaturregelungsvorrichtung darstellt, angewandt auf einen Zylinder einer Extrudiermaschine;Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of the temperature control device applied to a cylinder of an extrusion machine;
Abbildung 3 einen elektrischen Heizwiderstand darstellt, der Teil eines biegsamen Körpers mit Luftkühlung bildet;Figure 3 represents an electrical heating resistor forming part of a flexible body with air cooling;
Abbildungen 4 und 5 zwei verschiedene Ausführungsformen der Wärmeaustauscher mit Rippen darstellen;Figures 4 and 5 show two different embodiments of the finned heat exchangers;
Abbildungen 6 und 7 zwei verschiedene Ausführungsformen der Streifenelemente ohne Rippen darstellen; undFigures 6 and 7 show two different embodiments of the strip elements without ribs; and
Abbildung 8 eine Seitenansicht ist, die ein Streifenelement ohne Rippen darstellt.Figure 8 is a side view showing a strip element without ribs.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, umfaßt die Temperaturregelungsvorrichtung gemäß der Erfindung, speziell für Zylinder von Kunststoffverarbeitungsmaschinen im allgemeinen entworfen, wie Extrudier-, Spritzgieß- und Ziehmaschinen, einen biegsamen Körper, der im wesentlichen aus Heizvorrichtungen 1 und Wärmeaustauschern 2 besteht, die sich vorteilhaft gegenseitig umschließen und miteinander längs einer axialen Richtung verbunden sind.With reference to the drawings, the temperature control device according to the invention, specifically designed for cylinders of plastic processing machines in general, such as extrusion, injection and drawing machines, comprises a flexible body consisting essentially of heaters 1 and heat exchangers 2, which advantageously enclose one another and are connected to one another along an axial direction.
Außerdem ist eine Heizvorrichtung ohne Rippen 3 an einem Ende bereitgestellt.In addition, a heater without fins 3 is provided at one end.
Die Vorrichtungen 1, 2 und 3 sind axial auf der Außenseite eines Plastifizierzylinders für Kunststoffe angebracht, der mit 4 bezeichnet ist.The devices 1, 2 and 3 are mounted axially on the outside of a plastics plasticizing cylinder, designated 4.
Genauer gesagt sind diese Vorrichtungen aus Streifenelementen gebildet, die in den Abbildungen 4 bis 8 genau dargestellt werden, und die untereinander auf die geeigneteste Weise gekoppelt werden können.More precisely, these devices are formed of strip elements, shown in detail in Figures 4 to 8, which can be coupled together in the most suitable manner.
Die Streifenelemente aus den Abbildungen 4 und 5 sind mit äußeren Rippen und Rillen 8 an den Enden versehen, die den Kunststoffverarbeitungszylinder 4 berühren.The strip elements of Figures 4 and 5 are provided with external ribs and grooves 8 at the ends which contact the plastic processing cylinder 4.
Die Streifenelemente bei 5' haben eine entsprechende form, mit dem Unterschied, daß sie keine Rippen besitzen.The strip elements at 5' have a corresponding shape, with the difference that they have no ribs.
Alle Streifenelemente sind mit durchgehenden Löchern 7 versehen, um dort elektrische Heizwiderstände einzuführen, aufgeführt bei 8, und sind so gebaut, daß Kühlungsluft durch sie strömen kann, wie es auf genauere Weise nachstehend beschrieben werden wird.All strip elements are provided with through holes 7 for the introduction of electrical heating resistors, indicated at 8, and are constructed so that cooling air can flow through them, as will be described in more detail below.
Wie es genau in der terminalen Vorderansicht in Abbildung 8 dargestellt ist, sind die Streifenelemente auf einer Seite mit einer kreisförmigen Vertiefung 5a versehen, und auf der anderen Seite mit einem Vorsprung 5b, auch im wesentlichen kreisförmig, so eine Paarung bereitstellend, die den anliegenden Streifenelementen eine beinahe kreisrunde form vermittelt.As shown precisely in the terminal front view in Figure 8, the strip elements are provided on one side with a circular recess 5a, and on the other side with a projection 5b, also substantially circular, thus providing a mating which imparts an almost circular shape to the adjacent strip elements.
Die Heizvorrichtung ohne Rippen 3, die spezifisch in Abbildung 3 dargestellt wird, besteht aus zwei Einheiten, die halbzylindrisch angeordnet sind, welche durch ein Basisstreifenelement 9 und ein unteres Streifenelement separiert sind, mit entsprechend passenden formen.The finless heater 3, specifically shown in Figure 3, consists of two units arranged semi-cylindrically, which are connected by a base strip element 9 and a lower strip element are separated, with corresponding matching shapes.
Auf der Außenseite sind sie mit einer Schicht wärmeisolierenden Materials 11 bedeckt, die zusammen mit den zwei halbzylindrischen Einheiten durch ein bedeckendes Dichtungsband 12 gehalten wird, das durch eine Zugstange 13 geschlossen wird, und das kleine isolierende Blöcke 14 trägt, an denen die Stromzufuhrkabel 15 und die Erdungskabel 16 enden.On the outside they are covered with a layer of heat-insulating material 11 which is held together with the two semi-cylindrical units by a covering sealing strip 12 closed by a tie rod 13 and which supports small insulating blocks 14 on which the power supply cables 15 and the earth cables 16 terminate.
Die Heizvorrichtungen 1, die Wärmeaustauschvorrichtungen 2 und die Heizvorrichtungen ohne Rippen 3 sind durch ein thermisch isoliertes Gehäuse geschützt, das ein stehendes Teil 17 und ein bewegliches Teil 18 umfaßt.The heating devices 1, the heat exchange devices 2 and the heating devices without fins 3 are protected by a thermally insulated housing which comprises a stationary part 17 and a movable part 18.
Das stehende Teil besteht aus einer metallischen Grundplatte, die steif mit dem Extrudierzylinder 4 mittels flanschen 19 und kleinen Stützblöcken 20 verbunden ist.The standing part consists of a metallic base plate, which is rigidly connected to the extrusion cylinder 4 by means of flanges 19 and small support blocks 20.
Die metallische Grundplatte ist mit Zwischenöffnungen 21 versehen, durch die kühlende Umluft geleitet wird, und ist an ihren transversalen Enden, die nach oben gebogen sind, mit einer Schicht thermisch isolierenden Materials 22 versehen, welche auf einer Seite mit einer gewellten Metallfolie 23 bedeckt ist, welche die Funktion eines Reflektors erfüllt, und auf der oberen Seite mit einer glatten Metallfolie 24 als Träger.The metal base plate is provided with intermediate openings 21 through which cooling circulating air is passed and is provided at its transverse ends, which are bent upwards, with a layer of thermally insulating material 22, which is covered on one side with a corrugated metal foil 23, which fulfils the function of a reflector, and on the upper side with a smooth metal foil 24 as a support.
Eine äußere Ummantelung 40 aus rostfreiem Stahl ist außerdem bereitgestellt, um einen Pfad für die Umluft zu definieren, der durch einen Elektromotor kontrolliert wird, der einen doppelten Ventilator betätigt, so einen Luftstrom erzeugend, der sich quer über die axiale Ausrichtung des biegsamen Körpers hinweg bewegt, und ist mit einer Auslaßöffnung versehen, die der Einlaßöffnung gegenüber liegt.An outer casing 40 made of stainless steel is also provided to define a path for the recirculating air, which is controlled by an electric motor which operates a double fan, thus generating an air flow moving across the axial orientation of the flexible body, and is provided with an outlet opening opposite the inlet opening.
Das bewegliche Teil 18 des Gehäuses oder Ummantelung ist vorteilhaft aus einer geformten Metallplatte hergestellt, die vertikal sich erstreckende Wände besitzt, welche mit Lüftungsschlitzen 25 versehen sind, und eine obere horizontale Wand, in der sich ein Luftabzugsschacht 26 befindet, um die Luft entweichen zu lassen, die durch die äußere Ummantelung oder Gehäuse 40 geleitet wird.The movable part 18 of the housing or casing is advantageously made of a shaped metal plate having vertically extending walls provided with ventilation slots 25 and an upper horizontal wall in which there is an air exhaust duct 26 for allowing the air to escape which is passed through the outer casing or casing 40.
Die vertikalen Wände sind mit Greifvorrichtungen 27 versehen, abgestimmt auf die entsprechenden Haken 28, die auf dem stehenden Teil des Gehäuses oder Ummantelung bereitgestellt sind, und die an ihren Enden mit geformten vertikalen Wänden 29 verbunden sind, die das Gehäuse am vorderen und hinteren Teil verschließen.The vertical walls are provided with gripping devices 27, matched to the corresponding hooks 28 provided on the standing part of the housing or casing, and which are connected at their ends to shaped vertical walls 29, closing the housing at the front and rear parts.
Außerdem trägt das Gehäuse, im inneren und in der Längsrichtung, zwei gewellte Metallfolien 30, die im wesentlichen halbzylindrisch angeordnet sind und als Spiegelelemente dienen, und die Heiz- und Wärmeaustauschstrukturen umschließen, dabei kontinuierliche Zwischenräume 21 für den Durchgang der Kühlungsluft bereitstellen, die zur Temperaturregelung des Systems beiträgt.In addition, the housing carries, internally and longitudinally, two corrugated metal foils 30 arranged in a substantially semi-cylindrical manner and serving as mirror elements, enclosing the heating and heat exchange structures, providing continuous spaces 21 for the passage of the cooling air which contributes to the temperature control of the system.
Mit den erwähnten gewellten Metallfolien ist eine Schicht thermisch isolierenden Materials 32 verbunden, die durch eine äußere Metallfolie 33 eingeschlossen und geschützt ist, die mit den Außenwänden des Gehäuses einen weiteren Zwischenraum 34 definiert, der mit der Umgebung durch die Lüftungsschlitze 25 verbunden ist.Connected to the above-mentioned corrugated metal foils is a layer of thermally insulating material 32, which is enclosed and protected by an outer metal foil 33, which defines with the outer walls of the housing a further intermediate space 34, which is connected to the environment through the ventilation slots 25.
So berührt ein Teil des kühlenden Luftstroms, durch direktes Eintreten durch die Schlitze 21, den Kunststoffverarbeitungszylinder und strömt durch die versetzten Löcher 6 der Streifenelemente 5 und 5', um so die Temperatur besagten Zylinders auf dem vorgegebenen Wert zu halten und einen unerwünschten Temperaturanstieg zu vermeiden.Thus, a part of the cooling air flow, by directly entering through the slots 21, contacts the plastic processing cylinder and flows through the offset holes 6 of the strip elements 5 and 5', so as to maintain the temperature of said cylinder at the predetermined value and avoid an undesirable temperature increase.
Ein Teil des Luftstromes fließt durch die Öffnungen 21 und kühlt dabei den äußeren Teil, der möglicherweise mit Rippen versehen ist, der Streifenelemente 5 und 5'.A part of the air flow flows through the openings 21 and cools the outer part, which may be provided with fins, of the strip elements 5 and 5'.
Demgemäß wird das Gehäuse oder Ummantelung konstant bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gehalten, daher stellt es keine Gefahrenquelle für den Operateur dar.Accordingly, the housing or casing is constantly kept at a relatively low temperature, therefore it does not represent a source of danger for the operator.
Durch Betätigen der Greifvorrichtungen 27 kann der bewegliche Teil 18 des Gehäuses oder Ummantelung leicht entfernt werden, zusammen mit der verbundenen thermisch isolierenden Struktur, so die Möglichkeit bereitstellend, die Wärmeaustausch- und Heizvorrichtung visuell zu kontrollieren.By operating the gripping devices 27, the movable part 18 of the housing or casing can be easily removed, together with the associated thermally insulating structure, thus providing the possibility to visually inspect the heat exchange and heating device.
Um die Temperatur genauer zu kontrollieren, ist im Inneren des Gehäuses oder Ummantelung mindestens ein Thermoelement 35 bereitgestellt, um die Stromversorgung der elektrischen Widerstände 8 zu steuern.In order to control the temperature more precisely, at least one thermocouple 35 is provided inside the housing or casing to control the power supply to the electrical resistors 8.
Aus der obenstehenden Offenbarung wird ersichtlich, daß die Erfindung vollständig die vorgegebenen Ziele erreicht.From the above disclosure it will be seen that the invention fully achieves the stated objects.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen offenbart worden ist, sollte es ersichtlich sein, daß sie zahlreichen Modifikationen und Variationen zugänglich ist, die alle in den Anwendungsbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.Although the invention has been disclosed with reference to preferred embodiments, it should be apparent that it is susceptible to numerous modifications and variations all of which fall within the scope of the appended claims.
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